18000m3/d苦咸水淡化设计方案
某公司为保证供水及解决企业长期发展免受水资源的限制,同时为解决[J]黄骅市部分地区常年饮用高浓度苦咸水的难题,决定开发储量丰富、可通过降雨及海水渗入自然补充的50~250 m地下高浓度苦咸水。1 方案的选取 虽然浅层地下水(井深50~250 m)的供水量能满足需求,但水质恶劣,距生产工艺要求的水 质相差甚远,其水质情况见表1。 表1 原水水质指标
表1 原水水质指标 | |||
项目 | 数值 | 项目 | 数值 |
K+、Na+ | 3500.32 | Ca2+ | 272.99 |
Fe3+ | 0.26 | SO42- | 1071.18 |
Cl- | 6618.75 | Ⅰ- | 0.74 |
NO2- | 0.003 | HPO42- | 0.027 |
暂时硬度 | 462.45 | 负硬度 | 11.40 |
可溶SiO2 | 10.33 | 悬浮物 | 42.81 |
硫化物 | 0.06 | COD | 1.83 |
Mg2+ | 640.63 | Fe2O3 | 0.70 |
NH4+ | 0.11 | Ba2+ | 0.26 |
HCO3- | 573.76 | Sr2+ | 7.19 |
F- | 1.84 | NO3- | 0.07 |
全硬度 | 3317.93 | 永久硬度 | 2678.81 |
总碱度 | 470.52 | TDS | 12402.25 |
注 细菌总数>100个/mL;浊度=5NTU;pH=7.51;水温= |
注 细菌总数>100个/mL;浊度=5NTU;pH=7.51;水温=16.6℃ 从表1可见,原水含盐量为12402.25mg/L,为高浓度苦咸水,其淡化方法可采用电渗析法、反渗透法和蒸馏法。对于该水质而言,如采用电渗析方法脱盐,其耗电指标介于7.0~18.5kW•h之间,比我国岛屿现有实际运行的反渗透海水淡化工程能耗还要大,故而不予采用。蒸馏法中多级闪蒸淡化技术动力消耗大、运转费用高;压汽蒸馏成熟产品的最大产量为3000m3/d,需6台并联才能达到产水要求,缺乏规模效益;低温多效蒸馏淡化方法虽适用于该项目的 苦咸水淡化,但经初步计算得知针对该水质的设备投资高达19000万元,单位造水成本也达67元/m3。同样规模的反渗透淡化装置投资则在2200万元左右,单位造水成本25元/m3,远比低温多效蒸馏淡化方法便宜。其原因是:①产品水的水质达到国家饮用水要求即可,不需要生产高纯水;②多效蒸馏设备还不具备国产化条件,设备引进的价格较高;③原料水含盐量较低,使得反渗透可在较低压力下操作,达到了节能目的。因而决定选用反渗透处理工艺。2 工艺设计2?1预处理系统 根据有关方面提供的水源地水文地质详查情况,局部水源井的浊度较高,在室内放置4~24 h后浊度高达40 NTU。这可能是原水中存在一些不稳定离子,所处环境改变后还原成胶状物所致。因此,在原水进入淡化装置之前设置集水、澄清沉淀池,以使原水与大气充分接触, 并得以澄清沉淀。由于原水中含有微生物,在预处理前加次氯酸钠(2mg/L)杀灭细菌,同时防止和抑制微生物的滋生。杀菌后的水加入絮凝剂(聚合氯化铁5mg/L)进行直流凝聚,以便后续过滤去除。过滤系统分别设置多介质过滤器和细砂过滤器两级过滤系统。参照国内